高中物理必考解析传送带模型课件共25张.ppt

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1、解析传送带模型传送带模型是一类比较复杂的动力学问题。它涉及到静摩擦力与滑动摩擦力、力与运动、能量转化、摩擦生热等高中阶段重要的物理基础知识。因其物理过程多，知识面广，综合性强，灵活性大，能很好地反映学生提取信息，分析问题，解决问题的能力而倍受各地高考命题者的青睐。本课件通过对传送带问题的几种常见模型的情景分析，力图达到化繁为简，化难为易的目的。一、传送带的物体模型如图1所示，水平传送带（亦可为长木板，如图2所示）足够长，始速度V0水平向右。现将质量为m的小煤块轻放在传送带上，煤块与传送带间的动摩擦因数为μ，试求煤块最终在传送带上留下的痕迹长度与由于摩擦产生的热量。C

2、D图2V0BAV0图1二、运动模型的突变由于煤块所受外力含摩擦力，因此，其所受外力的合力或加速度存在一定的取值范围。当煤块与传送带速度达到相等时，两者能否保持相对静止，关键看两者加速度的可能值是否存在交集。若存在，则保持相对静止，以相同的加速度运动，运动模型发生突变，反之，则要发生相对运动。1、传送带向右做始速度V0的匀速直线运动由分析知，煤块起始速度小于传送带的速度，相对传送带向左运动，受到传送带对其水平向右的滑动摩擦力，因此，煤块起始向右做始速度为0，加速度为μg的匀加速直线运动。当速度增加到V0时，煤块加速度a的可能取值范围0≤a≤μg，与传送带的加速度a0=

3、0有交集，则两者将保持相对静止，以相同的速度V0向右做匀速直线运动。V—t图像如图3所示。带煤OtV0V图3煤块在传送带上留下的痕迹长度即为煤块对传送带相对位移的大小（亦即图3中阴影部分的面积）。令两者速度相等历时t则V0=at①痕迹的长度X相=X带-X煤=V0t-②由①②有X相=摩擦生热Q=μmgX相=2、传送带水平向右做始速度为V0，加速度为a0的匀加速直线运动。（1）若a0＜μg，对煤块进行分析可知，煤块起始速度小于传送带的速度，相对传送带向左运动，受到传送带对其水平向右的滑动摩擦力，因此，煤块起始向右做始速度为0，加速度为μg的匀加速直线运动。当速度增加到V

4、0时，煤块加速度a的可能取值范围0≤a≤μg，与传送带的加速度a0有交集，则两者将保持相对静止，以相同的加速度a0向右做匀加速直线运动。V—t图像如图4所示。图4带煤tOV0v令两者速度相等历时为t，则μgt=V0+a0t在时间t内两者的位移分别为X煤=，X带=V0t+痕迹长度（亦即图4中阴影部分面积）X相=X带-X煤=摩擦生热Q=μmgX相=(2)当a0≥μg时，对煤块进行分析可知，煤块起始速度小于传送带的速度，相对传送带向左运动，受到传送带对其水平向右的滑动摩擦力，因此，煤块起始向右做始速度为0，加速度为μg的匀加速直线运动。由于a0≥μg，则煤块速度始终小于传

5、送带速度，煤块始终相对传送带向左运动，两者不可能保持相对静止，煤块始终向右做加速度为μg的匀加速直线运动。V—t图像如图5所示。图5VtOV0带煤在图1中，令AB=L0，煤块自B点飞出历时t0则痕迹长度X相=X带-X煤=V0t+-摩擦生热Q=μmgX相=μmgX相=μmg（V0t+—）在图2中，令CD=L1，煤块自D点飞出,由分析可知痕迹长度为L1，摩擦生热为Q=μmgL13、传送带水平向右做始速度为V0，加速度大小为a0的匀减速直线运动。（1）若a0≤μg，对煤块进行分析可知，煤块起始速度小于传送带的速度，相对传送带向左运动，受到传送带对其水平向右的滑动摩擦力，因

6、此，煤块起始向右做始速度为0，加速度为μg的匀加速直线运动。当速度增加到V0时，煤块加速度a的可能取值范围0≤a≤μg，与传送带的加速度a0有交集，则两者将保持相对静止，以相同的加速度a0向右做匀减速直线运动。V—t图像如图6所示。带煤OtVV0图6令两者速度相等历时为t，则μgt=V0-a0t在时间t内两者的位移分别为X煤=，X带=V0t-痕迹长度（亦即图6中阴影部分面积）X相=X带-X煤=摩擦生热Q=μmgX相=(2)当a0＞μg时，对煤块进行分析可知，煤块起始速度小于传送带的速度，相对传送带向左运动，受到传送带对其水平向右的滑动摩擦力，因此，煤块起始向右做始速

7、度为0，加速度为μg的匀加速直线运动。当速度增加到V0时，煤块加速度a的可能取值范围0≤a≤μg，与传送带的加速度a0无交集，两者不可能保持相对静止。有由分析可知，若煤块继续向右做匀加速直线运动，则其速度将大于传送带的速度，煤块将相对于传送带向右运动，滑动摩擦力方向瞬间突变为水平向左，即煤块将向右做加速度大小为μg的匀减速直线运动。V—t图像如图7所示。图7煤煤带OtDCBAVV0由分析可知，此模型中有两个相对位移Ⅰ、令两者达到相同速度历时t则μgt=V0-a0t在时间t内两者的位移分别为X煤1=，X带1=V0t-煤块相对传送带向左的相对位移大小（图7中△OAB